Chitosan und Kollagen zur Erzeugung von Scaffolds für das Tissue Engineering

von Konrad Stopsack (17, Martin-Andersen-Nexö-Gymnasium Dresden)

Kategorie: Chemie 2004
Betreuer: Dr. Dieter Scharnweber
Wettbewerbsart: Jugend forscht

Gewonnene Preise:
  • 2. Platz im Landeswettbewerb
  • Regionalsieger

Ziel: Das chitinänliche Polysacharid Chitosan ist biokompatibel und biodegradierbar. Diese günstigen Eigenschaften sollen in der Biomaterialforschung für das Tissue Engineering (Gewebebildung) genutzt werden. Chitosan wird hauptsächlich aus Krabbenschalen gewonnen und ist billig in großen Mengen verfügbar.
Methoden: Aus Chitosan und Kollagen Typ I, einer Hauptkomponente der extrazellulären Matrix, die im Binde- und Hartgewebe auftritt, wurden Filme und dreidimensionale Gerüste (Scaffolds) für die statische und dynamische Zellkultur mit Monozyten und Osteoblasten erstellt.
Ergebnisse: Chitosan-Filme in der statischen Zellkultur waren für beide Zellarten deutlich ungünstiger als reines Kollagen. Der Zusatz von Kollagen zu den Chitosan-Schichten führte dort nicht zu einer sichtbaren Verbesserung der Ergebnisse, da aus den Filmen für Zellen ungünstige Substanzen freigesetzt werden. Chitosan-Scaffolds können mit Glutaraldehyd zur Erhöhung der Stabilität vernetzt werden. In der dynamischen Zellkultur können Osteoblasten auf ihnen wachsen. Die zelluläre Reaktion wird durch hohe Kollagenanteile in den Scaffolds verbessert.
Schlussfolgerung: Chitosan empfiehlt sich, wenn es mit Kollagen biologisiert wurde, für den Einsatz als Scaffold-Material für das Tissue Engineering.

Chitosan und Kollagen zur Erzeugung von Scaffolds für das Tissue Engineering